内容正文:
青岛十七中2024级高二第一学期第一次学科能力素养测试
数学试题
一、单选题
1. 已知直线过点,且倾斜角为,则( )
A. B. C. D. 2
【答案】C
【解析】
【分析】根据斜率等于倾斜角的正切值建立等式求解即可.
【详解】,
解得,
故选:C.
2. 已知点,,则以线段为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据直径求出圆心、半径即可得解.
【详解】因为为直径,所以圆心为,
半径,
所以圆的方程为.
故选:C.
3. “直线与直线平行”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【分析】先根据直线与直线平行可得或,再根据充分条件和必要条件定义进而可判断.
【详解】因为直线与直线平行,
所以,即,解得或.
当时,两直线分别为,,不重合满足题意;
当时,两直线分别为,,不重合满足题意,
故由直线与直线平行可得或,
所以“直线与直线平行”不能推出“”,反之可以.
故“直线与直线平行”是“”的必要不充分条件.
故选:B
4. 若双曲线的离心率为,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用双曲线的性质,结合离心率可求渐近线方程.
【详解】由题意知,所以,
所以的渐近线方程为,即为,
故选:A.
5. 已知是圆C:上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】的几何意义为直线的斜率,再根据直线与圆得交点即可得出答案.
【详解】设,变形得,
于是的几何意义为圆上点与定点连线的斜率,
圆圆心为,半径为,
由是圆上任意一点,得圆与直线有公共点,
因此圆心到直线的距离不大于圆的半径,
则,解得,
所以的最小值为.
故选:B
6. 已知点,抛物线:的焦点为F,P是C上的动点,则的最小值为( )
A. B. 2 C. D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】利用抛物线定义与三角形两边之和大于第三边计算即可得.
【详解】过点作抛物线的准线于点,
由抛物线定义可得,
则,
当且仅当、、三点共线,抛物线的准线,
即时,有最小值.
故选:B.
7. 抛物线与直线交于两点,为坐标原点,且满足,则( )
A. B. 1 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】联立抛物线与直线方程得,利用根与系数的关系及垂直的向量表示,得到,即可求解.
【详解】设,,
由,消得到,
则,
因为,则,又,,
所以,
所以,解得,
故选:D.
8. 已知双曲线的右焦点为,若圆上存在点 使得的中点在的渐近线上,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】设为圆上一点,得到的中点,求得,结合直线与圆有公共点,得到,求得,进而求得双曲线的离心率的取值范围.
【详解】因为双曲线的右焦点为,则,即,
且双曲线的渐近线方程为,
设为圆上一点,且圆心为,半径,
则的中点在其渐近线上,可得,
即,所以点在直线上,
因为圆心到直线的距离为,
因为圆上存在点满足条件,所以直线与圆有公共点,
所以,即,可得,可得,所以,
又因为双曲线的离心率,所以,
所以双曲线的离心率的取值范围为.
故选:B.
二、多选题
9. 已知两椭圆和,则( )
A. 两椭圆有相同的焦点 B. 两椭圆的离心率相等
C. 两椭圆有完全相同的顶点 D. 两椭圆有相同的对称轴和对称中心
【答案】BD
【解析】
【分析】写出椭圆的标准形式,逐项分析即得.
【详解】设椭圆,,,则;
设椭圆,,,则.
A(×)椭圆的焦点分别在轴上.
B(√)的离心率,的离心率.
C(×)椭圆的顶点为,,椭圆的顶点为,.
D(√)两椭圆都关于轴对称,关于原点中心对称,即它们有相同的对称轴和对称中心.
故选:BD
10. 下列说法正确的有( )
A. 直线必过定点
B. 直线在y轴上的截距为1
C. 直线的倾斜角为
D. 经过任意两个不同点的直线都可用方程表示
【答案】AD
【解析】
【分析】对于A,将直线方程整理成以为未知数的方程即可求得定点;对于B,根据截距的定义求解;对于C,将方程化成斜截式方程,求得直线斜率,即可求出其倾斜角;对于D,将经过两点的直线分成三种情况,分别考虑即得结论.
【详解】对于A,因,故该直线经过定点,故A正确;
对于B,在直线方程中,令,可得,即该直线在y轴上的截距为,故B错误;
对于C,由化成斜截式为,可知直线的斜率为,
则直线的倾斜角满足,因,故得,故C错误;
对于D,对于经过任意两个不同点的直线,
若,则直线的斜率不存在,直线方程为,满足;
若,则直线的斜率为0,直线方程为,满足;
若且,则该直线方程为,
去分母后即得方程.综上可知,D正确.
故选:AD.
11. 已知分别是椭圆的左、右焦点.点为短轴的一个端点,点是上的任意一点,则下列结论成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】利用椭圆的定义及函数给定区间上的值域求法,可对A,C,D进行判断,利用数量积的坐标表示及二次函数值域求解可判断B选项.
详解】解:由椭圆,得,,,且,,即.
A选项:,当时,取得最大值;当或时,取得最小值1.所以.所以A选项正确.
B选项:设为椭圆上一点.由题知.
则,
因为,所以,即.所以B选项错误.
C选项:因为为短轴的一个端点,所以或.由椭圆的对称性,不妨设.
设,则.
因为,所以,当时,取得最大值,当时,取得最小值0,所以.所以C选项错误.
D选项:设,又,所以,.
又.
又.
所以成立,故D正确.
方法二:因为,所以,所以.
因为即,所以,即.
所以.所以D选项正确.
故选:AD.
三、填空题
12. 已知直线经过点,且与圆相交于两点,若,则直线的方程为______.
【答案】或
【解析】
【分析】根据圆的半径、弦长可求出圆心到弦的距离,再利用点到直线的距离公式即可求出直线的斜率,从而得到直线方程.
【详解】圆的圆心,半径,圆心到直线的距离为3,
此直线与圆相切,因此直线的斜率存在.
设直线的方程为,即,
由,得圆心到直线的距离,
于是,解得或,所以直线的方程为或.
故答案为:或.
13. 设,若点在线段上,则的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】将问题转化为过点的直线与线段有交点时,直线的斜率的取值范围,即可由两点斜率公式求解.
【详解】直线的倾斜角与斜率 如图,,则原问题可转化为过点的直线与线段有交点时,直线的斜率的取值范围.
连接,则,
当的倾斜角是锐角时,,随着倾斜角的增大,斜率由增大至正无穷;
当的倾斜角是钝角时,,随着倾斜角的增大,斜率由负无穷增大至.所以3或.
故答案为:
14. 已知抛物线 ,过点 的直线 与抛物线 交于 两点,且 ,则直线 的斜率为_____.
【答案】
【解析】
【分析】过点分别作准线的垂线,垂足分别为,过点作的垂线,垂足为,设,则,利用即可求解.
【详解】当直线斜率为正时,如图所示,
过点分别作准线的垂线,垂足分别为,过点作的垂线,垂足为,
设,则,
由抛物线定义可知,,,
所以,,
,
在中,,
则直线 的斜率.
由对称性可知,当直线斜率为负时,.
故答案为:
四、解答题
15. 已知的顶点,,线段的垂直平分线方程为.
(1)求直线的方程;
(2)求外接圆的标准方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由题可得点关于直线对称,可得,可得直线方程;
(2)由(1)设外接圆方程一般式为:,代入A,B,C三点坐标可得答案.
【小问1详解】
∵线段的垂直平分线为,
∴可知点关于直线对称.
∵,∴,轴,直线.
【小问2详解】
由(1),,,.
设外接圆方程一般式为:,
则,则.
即圆的标准方程为:.
16. 已知双曲线:的离心率为,且过点.
(1)求双曲线的方程;
(2)若直线:与双曲线恒有两个不同的交点,,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】(1)首先根据离心率可以得到a与b关系是,应用此关系将双曲线方程化简,接下来将点P的坐标代入方程,整理后即可得到曲线C的方程;
(2)联立直线与双曲线C的方程,消去y项,可以得到关于x的一元二次方程,直线与双曲线有两个不同的交点,则关于x的一元二次方程有两个不相等的解,于是可得关于k的不等式组,通过解不等式组求出k的取值范围.
【详解】(1)由,可得,
所以,
故双曲线方程可化为,
将点代入双曲线的方程,
解得,所以双曲线的方程为;
(2)联立直线与双曲线方程,
,
由题意得,
,
解得且,
所以的取值范围为.
【点睛】本题考查双曲线标准方程的求法,以及直线与双曲线的位置关系,属于中档题.
17. 已知椭圆,直线被椭圆截得的弦长为,且,过椭圆的右焦点且斜率为的直线被椭圆截的弦长,求
(1)椭圆的方程;
(2)弦的长度.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由直线过与,得到的关系式,再结合离心率求解即可;
(2)联立直线与椭圆方程,由韦达定理得到两交点坐标的关系式,再用弦长公式求解即可.
【小问1详解】
由被椭圆截得的弦长为,得,①
又,即,所以.②
联立①②得,所以所求的椭圆的方程为;
【小问2详解】
椭圆的右焦点的方程为:,
代入椭圆的方程,化简得,,
由韦达定理知,,
从而.
由弦长公式,得,
即弦的长度为.
18. 已知抛物线关于轴对称,它的顶点在原点,并且经过点.
(1)求抛物线标准方程;
(2)设直线与交于两点.
①当时,求的面积;
②过点分别作抛物线的切线交于点,证明:点在定直线上.
【答案】(1)
(2)①;②证明见解析
【解析】
【分析】(1)设抛物线的标准方程为,根据点在抛物线上,求得,即可求得抛物线的标准方程;
(2)①由,联立方程组得到和,利用弦长公式和点到直线的距离公式,结合三角形的面积公式,即可求解;
②联立方程组,得到,,设在第一象限,利用导数的几何意义,分别求得在和处的切线方程,联立方程组,求得,即可得到答案.
【小问1详解】
解:由题意,可设抛物线标准方程为.,
因为点在抛物线上,可得,解得,
所以抛物线的标准方程为.
【小问2详解】
解:①当时,直线,
联立方程组,整理得,
方程的判别式,
设,,则,,
所以,
又由到直线的距离,
所以的面积;
②联立方程组,整理得,
设,,则且,,
不妨设在第一象限,则在曲线上,则有,
则在处的切线方程为,
又由,可得在处的切线方程为,
同理可得,点在曲线上,则有,
则在处的切线方程为,且;
所以在处的切线方程为,
联立方程组,解得,所以点在定直线上.
19. 已知椭圆的右焦点为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)为坐标原点,设点,过作的垂线交椭圆于两点.求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据焦点得到,根据点在椭圆上符合椭圆方程及,联立解得的值,从而得到椭圆的标准方程;
(2)由垂直得到直线的方程,联立直线方程和椭圆方程,由韦达定理求得,由三角形面积公式得到面积,由基本不等式得到面积的最大值.
【小问1详解】
由右焦点为,得,所以,
又点在上,所以,即,
联立,解得,
所以椭圆的标准方程为.
【小问2详解】
因为,,所以,
因为,所以,
故直线的方程为,即,
联立并整理得,
设,则,
所以,
所以的面积,
令,则,,
当且仅当,即时取等号,
所以面积的最大值为.
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数学试题
一、单选题
1. 已知直线过点,且倾斜角为,则( )
A. B. C. D. 2
2. 已知点,,则以线段为直径的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
3. “直线与直线平行”是“”( )
A 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 若双曲线的离心率为,则的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
5. 已知是圆C:上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
6. 已知点,抛物线:的焦点为F,P是C上的动点,则的最小值为( )
A. B. 2 C. D. 3
7. 抛物线与直线交于两点,为坐标原点,且满足,则( )
A. B. 1 C. D.
8. 已知双曲线的右焦点为,若圆上存在点 使得的中点在的渐近线上,则的离心率的取值范围为( )
A B. C. D.
二、多选题
9. 已知两椭圆和,则( )
A. 两椭圆有相同的焦点 B. 两椭圆的离心率相等
C. 两椭圆有完全相同的顶点 D. 两椭圆有相同的对称轴和对称中心
10. 下列说法正确的有( )
A. 直线必过定点
B. 直线在y轴上的截距为1
C. 直线的倾斜角为
D. 经过任意两个不同点的直线都可用方程表示
11. 已知分别是椭圆的左、右焦点.点为短轴的一个端点,点是上的任意一点,则下列结论成立的是( )
A. B.
C D.
三、填空题
12. 已知直线经过点,且与圆相交于两点,若,则直线的方程为______.
13. 设,若点在线段上,则的取值范围是______.
14. 已知抛物线 ,过点 的直线 与抛物线 交于 两点,且 ,则直线 的斜率为_____.
四、解答题
15. 已知的顶点,,线段的垂直平分线方程为.
(1)求直线的方程;
(2)求外接圆的标准方程.
16. 已知双曲线:的离心率为,且过点.
(1)求双曲线方程;
(2)若直线:与双曲线恒有两个不同的交点,,求的取值范围.
17. 已知椭圆,直线被椭圆截得的弦长为,且,过椭圆的右焦点且斜率为的直线被椭圆截的弦长,求
(1)椭圆的方程;
(2)弦的长度.
18. 已知抛物线关于轴对称,它的顶点在原点,并且经过点.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)设直线与交于两点.
①当时,求的面积;
②过点分别作抛物线的切线交于点,证明:点在定直线上.
19. 已知椭圆的右焦点为,点在椭圆上.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)为坐标原点,设点,过作的垂线交椭圆于两点.求面积的最大值.
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